王紅霞
(上??睖y設計研究院 上海市 200434)
東太湖是太湖東南部的一個湖灣,與西太湖連接,環(huán)湖大堤包圍的湖區(qū)面積約185.4km2。東太湖是長江中下游地區(qū)典型的草型湖泊,是太湖的淺水湖灣和主要出水通道,具有防洪、供水、水生態(tài)環(huán)境保護和水產養(yǎng)殖等綜合利用功能。東太湖綜合整治工程是太湖流域水環(huán)境綜合治理生態(tài)修復項目的重點工程之一,也是太湖流域防洪工程的重要組成部分,工程對提高流域防洪、供水能力,改善東太湖水生態(tài)環(huán)境,恢復東太湖的綜合利用功能具有重要作用。
東太湖大堤口門建筑物工程主要任務為防止太湖洪水入侵,在遵循太湖流域水資源調度原則的基礎上,擇機引水、排澇以改善地區(qū)水環(huán)境、水生態(tài)。鑒于工程區(qū)域在城市發(fā)展規(guī)劃中定位為旅游休閑生態(tài)區(qū),原有節(jié)制閘位置和建筑風格、造型等難以滿足景觀要求,很難與整體建筑環(huán)境協調一致,且原有節(jié)制閘設計標準偏低,不滿足東太湖大堤設計標準,故東太湖大堤大部分穿堤節(jié)制閘均拆除重建。
本工程節(jié)制閘主要功能為擋水、排澇及引水,套閘主要功能為通航、排澇及引水,并與環(huán)湖大堤防相接,形成防洪封閉圈。因此閘址宜選擇在河道與太湖交匯處的河口附近,這樣較易滿足排澇、通航功能,從而節(jié)省工程投資。
本工程節(jié)制閘軸線位置結合東太湖環(huán)湖大堤的平面布置以及景觀設計等方面的要求,主要比選了兩個方案:方案一,閘橋軸線基本與環(huán)湖大堤堤頂道路中心線重合即閘橋結合方案;方案二,閘室位于大堤背水坡、水閘外河側連接段與堤頂道路結合即閘橋分離方案,兩方案的優(yōu)缺點見附表。
從附表中的比較可以看出兩個方案各有利弊。
(1)從技術角度分析,兩個方案都具有可行性。方案一的優(yōu)點是堤軸線順直美觀,連接堤段較短,但存在閘室緊靠太湖,易受風浪直接沖擊,出閘水流突然擴散,易形成旋渦,沖刷原河床,施工臨時圍堰須建在太湖內,線路長,地基差,受力復雜,圍堰工程量較大,施工難度較高等缺點。方案二的優(yōu)點是布置更有利于主體結構的穩(wěn)定和消能防沖,圍堰等臨時工程施工難度小,屬常規(guī)的布置方案,缺點是堤線在每個河口形成較大的彎曲段,堤線迂回曲折不平順,不利于堤后濱江道路的布置。
(2)從工程投資上來比較,方案一因為閘橋結合,閘室長度較長,兩側需設置坡道,閘室基礎處理工程量大;方案二閘橋分離,閘室長度較小,基礎處理工程量小,但需另增設橋臺結構,兩種方案投資相差不大。
表1 閘軸線位置優(yōu)缺點比較表
(3)從東太湖總體景觀設計角度,本工程位于東太湖度假區(qū)范圍,故需要將水閘與景觀融為一體,隱水閘于景觀設計中,不顯突兀,因而人們在東太湖大堤游覽時,太湖美景一覽無遺,盡收眼底,不會因為高聳節(jié)制閘建筑而影響觀賞太湖視野。
故結合交通、景觀和投資等方面的要求,節(jié)制閘平面布置采用方案一即閘橋結合方案。
本工程中沿東太湖大堤布置的拆除重建的節(jié)制閘數量較多,而口門寬度均不大,從(4~8)m不等,故本文以前港節(jié)制閘設計為典型作介紹。
前港閘為單孔8m閘,位于與太湖交匯的前港上。前港閘主要由閘室、內外河消力池、海漫及防沖槽、內外河翼墻等部分組成,交通橋布置在閘室段,采用閘橋結合的布置方式與兩側堤頂道路銜接。節(jié)制閘順水流方向布置的總長度為92.0m。
為體現城市水利工程與東太湖水生態(tài)環(huán)境的有利結合,整個工程區(qū)域建筑物低矮、不張揚,視野通透,給東太湖沿線的規(guī)劃、開發(fā)預留較大空間,為此節(jié)制閘工作閘門選用懸掛門門型,交通橋布置在節(jié)制閘閘室上,為保證閘門開啟時通航正常,同時考慮閘門與橋梁一定的操作凈空,交通橋橋梁底高程定為7.20m。
節(jié)制閘翼墻平面布置結合消能防沖要求與東太湖大堤景觀設計,墻頂高程隨大堤斷面邊坡高程而變,墻與堤緊密結合,墻上種植垂掛爬藤植物,隱墻于堤身景觀綠化中。
為了方便管理、減少工程占地和對太湖水環(huán)境的污染,節(jié)制閘管理用房布置在東太湖大堤內河側,并貼臨水閘而建,功能合理,分區(qū)明確,由大堤進入管理區(qū),交通流暢。管理房單層布置、不突兀,建筑風格簡潔明了,反映當地社會經濟技術發(fā)展水平,具有一定的時代感,更與周邊原生態(tài)自然環(huán)境相一致,體現東太湖區(qū)域環(huán)境的文化特色和地方風韻。
由于工程位于東太湖旅游休閑生態(tài)區(qū),節(jié)制閘要求能夠雙向擋水和動水啟閉。考慮在滿足水利工程功能性要求的前提下,結合經濟實用、維護檢修方便,并體現與周邊總體建筑景觀相協調,閘門型式選擇較為隱蔽的門型,懸掛門和下臥門進行比選。
懸掛門和下臥門的結構都比較簡單,布置方便,閘門設置在閘室交通橋下部,可將閘門隱蔽,最大限度地與周邊景觀協調;懸掛門的操作設備采用液壓啟閉機,啟閉機行程短,檢修維護方便,但閘門機構較多,操作相對復雜,且需要的啟閉容量稍大;下臥門的檢修維護不便,由于支鉸長期在水下工作,易受河水和泥沙侵蝕,且只有排干閘室內的水才能進行檢修和更換,為避免門下淤積造成閘門不能完全開啟,影響功能發(fā)揮,需在閘底板預埋沖淤管等設施,日常管理上存在較大的清淤工作量;在閘底坎底檻高程相同的情況下,下臥門型布置的閘底板開挖得較深,而兩種門型的的閘墩頂高程相差基本一致,所以考慮檢修維護方便、土建工程量節(jié)省等方面,節(jié)制閘工作閘門選用懸掛門門型。
節(jié)制閘閘室布置剖面如附圖。
附圖 前港節(jié)制閘閘室剖面圖
太湖流域處于社會經濟發(fā)達的長三角地區(qū),有著悠久的人文歷史和美好的自然環(huán)境,本文以蘇州吳中區(qū)東太湖大堤穿堤節(jié)制閘(前港節(jié)制閘)為例,對節(jié)制閘平面布置和閘門選型等方面做了較詳細的介紹,節(jié)制閘設計根據區(qū)域城市規(guī)劃和東太湖大堤沿線總體景觀設計的特點,與地域、環(huán)境、民俗、民風相生相容,又具有特色,充分體現太湖流域的水文化內涵,可供類似對景觀要求較高的平原地區(qū)的節(jié)制閘設計參考。